基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居控制系統(tǒng)設(shè)計方案

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能家居限制系統(tǒng)設(shè)計方案隨著人們生活水平的提高和科技的發(fā)展，家庭智能化已成為一種必定趨勢而深化千家萬戶。家庭智能化即智能化家居（SmartHome），亦稱數(shù)字家園（DigitalFamily）、家庭自動化（HomeAutomation）、電子家庭（E-home）、智能化住宅（IntelligentHome）、網(wǎng)絡(luò)家居（NetworkHome）、智能屋（WiseHouse，WH）、智能建筑（IntelligentBuilding）等。它是利用計算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、電力自動化、信息、結(jié)構(gòu)化布線、無線等技術(shù)將全部不同的設(shè)備應(yīng)用和綜合功能互連于一體的系統(tǒng)。它以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)家電、通信、家電設(shè)備自動化、遠(yuǎn)程醫(yī)療、家庭辦公、消遣等功能，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的平安、便利、舒適、節(jié)能、消遣、高效、環(huán)保的居住環(huán)境。其從限制層次來分，一般由中心限制中心、家居智能限制終端、小區(qū)智能限制系統(tǒng)、家庭網(wǎng)關(guān)和外部網(wǎng)絡(luò)幾部分組成。1智能家居系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)家居系統(tǒng)主要由智能燈光限制、智能家電限制、智能安防報警、智能消遣系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等組成，框圖如圖1所示。圖1智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2系統(tǒng)主要模塊設(shè)計2.1照明及設(shè)備限制智能家居限制系統(tǒng)的總體目標(biāo)是通過采納計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、自動限制和集成技術(shù)建立一個由家庭到小區(qū)乃至整個城市的綜合信息服務(wù)和管理系統(tǒng)。系統(tǒng)中照明及設(shè)備限制可以通過智能總線開關(guān)來限制。本系統(tǒng)主要采納交互式通信限制方式，分為主從機(jī)兩大模塊，當(dāng)主機(jī)觸發(fā)后，通過CPU將信號發(fā)送，進(jìn)行編碼后通過總線傳輸?shù)綇哪K，進(jìn)行解碼后通過CPU觸發(fā)響應(yīng)模塊。因為主機(jī)模塊與從機(jī)模塊完全相同，所以從機(jī)模塊也可以進(jìn)行相反操作限制主機(jī)模塊實現(xiàn)交互式通信。系統(tǒng)主框圖如圖2所示，系統(tǒng)主從模塊的程序流程圖如圖3所示。其中主機(jī)相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器，主要負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)工作。圖2燈光及家居設(shè)備限制框圖圖3系統(tǒng)模塊程序流程圖對于燈光限制，可以形成不同的燈光情景模式，以營造舒適優(yōu)雅的環(huán)境氣氛。為了提高系統(tǒng)的可維護(hù)性及牢靠性，設(shè)計時應(yīng)使系統(tǒng)具有智能狀態(tài)回饋功能、故障自動報警功能、軟啟動功能。系統(tǒng)能自動檢查負(fù)載狀態(tài)，檢查壞燈、少燈，愛護(hù)裝置狀態(tài)等；也可以依據(jù)季節(jié)、天氣、時間、人員活動探測等作出智能處理，達(dá)到節(jié)能目的。對于其他家電設(shè)備及窗簾限制，與照明限制類似，均可采納手動和自動限制兩種方式。2.2智能安防及遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計智能安防系統(tǒng)主要由各種報警傳感器（人體紅外、煙感、可燃?xì)怏w等）及其檢測、處理模塊組成。入侵檢測報警電路及其他火災(zāi)、燃煤氣泄漏報警電路類似，其中入侵檢測報警框圖及電路如圖4所示。圖4入侵檢測報警框圖及電路圖4中，DTMF（雙音多頻）收發(fā)電路如圖5（a）所示，其核心芯片為MT8880，可接收和發(fā)送DTMF全部16個信號，具有接收呼叫音和帶通濾波功能，能和微處理器干脆對接。其自動摘掛機(jī)可以通過單片機(jī)I／O口限制一個繼電器的開關(guān)，繼電器的限制端連接一個電阻接入電話線兩端，從而完成模擬摘掛機(jī)。GPRS通信模塊——TC35模塊主要通過串口與單片機(jī)連接，實現(xiàn)單片機(jī)對TC35模塊的限制，從而實現(xiàn)遠(yuǎn)程限制功能。電路如圖5（b）所示。圖5接口電路2.3遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)設(shè)計智能家居系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程醫(yī)療應(yīng)用應(yīng)當(dāng)說還沒有引起廣泛關(guān)注，但事實上它又是今后智能家居發(fā)展的一個方向之一。本系統(tǒng)提出的基于GPRS的遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)由中心限制器、GPRS通信模塊、GPRS網(wǎng)絡(luò)、Internet公共網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、醫(yī)院局域網(wǎng)等組成。其框圖如圖6所示。圖6遠(yuǎn)程醫(yī)療監(jiān)護(hù)系統(tǒng)框圖系統(tǒng)工作時，患者可隨身攜帶的遠(yuǎn)程醫(yī)療智能終端首先實現(xiàn)對患者心電、血壓、體溫進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)發(fā)覺可疑病情時，通信模塊對采集到人體現(xiàn)場參數(shù)進(jìn)行加密、壓縮處理后，以數(shù)據(jù)流形式通過串行方式（RS232）連接到GPRS通信模塊上，并與中國移動基站進(jìn)行通信，基站SGSN再與網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN進(jìn)行通信，GGSN對分組資料進(jìn)行相應(yīng)的處理并把資料發(fā)送到Internet上，并且去找尋在Internet上的一個指定IP地址的監(jiān)護(hù)中心，并接入后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。這樣，信息就起先在移動病人單元和遠(yuǎn)程移動監(jiān)護(hù)醫(yī)院工作站之間不斷進(jìn)行溝通，全部的診斷數(shù)據(jù)和病人報告電子表格都會被傳送到遠(yuǎn)程移動監(jiān)護(hù)信息系統(tǒng)存檔，遠(yuǎn)程移動監(jiān)護(hù)信息系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)以供將來探討、評估、資源規(guī)劃所用。該GPRS遠(yuǎn)程醫(yī)療智能終端的硬件框圖如圖7所示。系統(tǒng)監(jiān)護(hù)中心由監(jiān)控平臺和信息管理系統(tǒng)、電子地圖、電子病歷等組成，系統(tǒng)軟件的框圖如圖8所示，其中電子病歷系統(tǒng)中的病人具體病歷界面如圖9所示。圖7遠(yuǎn)程醫(yī)療智能終端的硬件框圖圖8監(jiān)護(hù)中心系統(tǒng)框圖圖9病人具體病歷界面3系統(tǒng)部分軟件設(shè)計3.1電話報警部分程序電話報警部分程序如下：MT8880寫狀態(tài)函數(shù)RS=1,RW=0,寫狀態(tài)寄存器3.2防盜報警及遠(yuǎn)程限制軟件系統(tǒng)開機(jī)初始化，首先進(jìn)入開機(jī)界面，然后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。若干脆選擇確定則默認(rèn)原設(shè)置，也可對默認(rèn)設(shè)置進(jìn)行重設(shè)。設(shè)置完成后，各傳感器起先采集、處理參數(shù)，在液晶上顯示各參數(shù)并通過GPRS將數(shù)據(jù)發(fā)送至用戶手機(jī)，流程圖如圖10所示，數(shù)據(jù)短信收發(fā)流程如圖11所示。圖10遠(yuǎn)程限制流程圖圖11數(shù)據(jù)采集流程圖部分程序代碼如下：4結(jié)語本智能家居系統(tǒng)供應(yīng)廣泛的信息交互功能，優(yōu)化居住環(huán)境，幫助人